半隐幕墙计算举例

1、寿光市公安局指挥中心大楼幕墙设计计算书 寿光市公安局指挥中心大楼半隐框幕墙设计计算书基本参数: 寿光地区基本风压0.400kN/m2 抗震7度 （0.15g）设防.设计依据: 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001 建筑结构荷载规范 GB 50009-2001 建筑抗震设计规范 GB 50011-2001 混凝土结构设计规范 GB 50010-2002 钢结构设计规范 GB 50017-2003 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-2003 建筑幕墙 JG 3035-1996 玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T 139-2001 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-200

2、3 铝合金建筑型材 基材 GB/T 5237.1-2000 铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材 GB/T 5237.2-2000 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.1-2000 紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GB/T 3098.2-2000 紧固件机械性能 自攻螺钉 GB/T 3098.5-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.6-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺母 GB/T 3098.15-2000 浮法玻璃 GB 11614-1999 钢化玻璃 GB/T 9963-1998 幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB 17841-1999 建筑

3、结构静力计算手册 (第二版) BKCADPM集成系统(BKCADPM2005版).基本计算公式:(1).场地类别划分: 地面粗糙度可分为以下类别: -A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； -B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； -C类指有密集建筑群的城市市区； -D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 寿光市公安局指挥中心大楼按C类地区计算风压。(2).风荷载计算: 幕墙属于薄壁外围护构件，根据建筑结构荷载规范GB50009-2001规定采用 风荷载计算公式: Wk=gz×s×z×W0 （7.1.1-2） 其中: Wk-垂直作用

4、在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)； gz-高度Z处的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.5.1条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K(1+2f) 其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数。经化简，得： A类场地: gz=0.92×1+35(-0.072)×(Z/10)(-0.12) B类场地: gz=0.89×1+(Z/10)(-0.16) C类场地: gz=0.85×1+35(0.108)×(Z/10)(-0.22) D类场地: gz=0.80×1+35(0.252)×(Z/10

5、)(-0.30) z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.2.1条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379×(Z/10)0.24 B类场地: z=1.000×(Z/10)0.32 C类场地: z=0.616×(Z/10)0.44 D类场地: z=0.318×(Z/10)0.60 本工程属于C类地区,故z=0.616×(Z/10)0.44 s-风荷载体型系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.3.3条取为：-1.2 W0-基本风压,按建筑结构荷载规范GB50009-2001

6、附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，寿光地区取为0.400kN/m2(3).地震作用计算: qEAk=E×max×GAK 其中: qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度和设计基本地震加速度取定: 6度(设计基本地震加速度为0.05g): max=0.04 7度(设计基本地震加速度为0.10g): max=0.08 7度(设计基本地震加速度为0.15g): max=0.12 8度(设计基本地震加速度为0.20g): max=0.16 8度(设计基本地震加速度为0.30g):

7、 max=0.24 9度(设计基本地震加速度为0.40g): max=0.32 寿光设防烈度为7度 （0.15g）,故取max=0.120 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合: 结构设计时，根据构件受力特点，荷载(作用)的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，作用效应组合设计值按下式采用： S=GSGK+wwSWK+EESEK 各项分别为永久荷载、风荷载和地震作用。 作用的分项系数，按以下规定采用： 永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足： a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，取1.35； b.当其

8、效应对结构有利时：一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或漂浮验算，取0.9。 可变荷载根据设计规范规定取代表值，其分项系数一般情况取1.4，地震作用取1.3。 水平荷载标准值: qk=Wk+0.5qEAk 水平荷载设计值: q=1.4Wk+1.3×0.5qEAk一、风荷载计算标高为84.0m处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算: W0:基本风压 W0=0.40 kN/m2 gz: 84.0m高处阵风系数(按C类区计算) gz=0.85×1+35(0.108)×(Z/10)(-0.22)=1.631 z: 84.0m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50

9、009-2001) z=0.616×(Z/10)0.44 =0.616×(84.0/10)0.44=1.571 s:风荷载体型系数 s=-1.20 Wk=gz×z×s×W0 (GB50009-2001) =1.631×1.571×1.2×0.400 =1.230 kN/m2(2). 风荷载设计值: W: 风荷载设计值(kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=w×Wk=1.4×1.230=1.723kN/m2二、玻

10、璃的选用与校核 本处选用玻璃种类为: 钢化玻璃1. 玻璃面积: B: 该处玻璃幕墙分格宽: 1.163m H: 该处玻璃幕墙分格高: 2.180m A: 该处玻璃板块面积: A=B×H =1.163×2.180 =2.535m22. 该处玻璃板块自重: GAK: 玻璃板块自重(不包括铝框): 玻璃的重力密度为: 25.6(KN/m3) BT_L 中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6.000(mm) BT_w 中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6.000(mm) GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000 =25.6×(6.000+6.000)/1000 =0.3

11、07KN/m23. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用: max: 水平地震影响系数最大值: 0.120 qEAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2) qEAk=5×max×GAK =5×0.120×0.307 =0.184kN/m2 E: 地震作用分项系数: 1.3 qEA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2) qEA=rE×qEAk =1.3×qEAK =1.3×0.184 =0.240kN/m24. 玻璃的强度、挠度计算: 内侧玻璃校核依据: g=84.000 N/mm2 外侧玻璃校核

12、依据: g=84.000 N/mm2 Wk: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(N/mm2) qEK: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(N/mm2) Wk: 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2) Ek: 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2) : 参数 : 折减系数，可由参数按表6.1.2-2采用 a: 玻璃短边边长: 1163.0mm b: 玻璃长边边长: 2180.0mm BT_L 中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6.000(mm) BT_w 中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6.000(mm) m: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查 表6.1

13、.2-1得: 0.0955 Wk1 中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值 (N/mm2) Wk2 中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值 (N/mm2) qEk1 中空玻璃分配到外侧玻璃的地震作用标准值 (N/mm2) qEk2 中空玻璃分配到内侧玻璃的地震作用标准值 (N/mm2) Wk1=1.1×Wk×BT_w3/(BT_w3+BT_L3)=0.677 (kN/m2) Wk2=Wk×BT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.615 (kN/m2) qEk1=0.092 (kN/m2) qEk2=0.092 (kN/m2) 在垂直于玻璃平面的风荷载和地震作用下玻

14、璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2) 在风荷载作用下外侧玻璃参数=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4) =14.17 : 折减系数，按=14.17 查6.1.2-2表得:0.94 在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值Wk=6×m×Wk1×a2×/t2 =13.745N/mm2 在地震作用下外侧玻璃参数=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4) =14.17 : 折减系数，按=14.17 查6.1.2-2表得:0.94 在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值Ek=6×

15、m×qEk1×a2×/t2 =1.873N/mm2 : 外侧玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合: =1.4×WK+0.5×1.3×EK =1.4×13.745+0.5×1.3×1.873 =20.461N/mm2 在风荷载作用下内侧玻璃参数=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4) =12.96 : 折减系数，按=12.96 查6.1.2-2表得:0.95 在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值Wk=6×m×Wk2×a2×/

16、t2 =12.560N/mm2 在地震作用下内侧玻璃参数=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4) =12.96 : 折减系数，按=12.96 查6.1.2-2表得:0.95 在地震作用下内侧玻璃最大应力标准值Ek=6×m×qEk2×a2×/t2 =1.882N/mm2 : 内侧玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合: =1.4×WK+0.5×1.3×EK =1.4×12.560+0.5×1.3×1.882 =18.807N/mm2 外侧玻璃最大应力设计值

17、=20.461N/mm2g=84.000N/mm2 内侧玻璃最大应力设计值=18.807N/mm2g=84.000N/mm2 中空玻璃强度满足要求! df: 在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm) D: 玻璃的刚度(N.mm) te: 玻璃等效厚度te=0.95×(Bt_L3+Bt_w3)(1/3)=7.2mm : 泊松比，按JGJ 102-2003 5.2.9条采用，取值为 0.20 : 挠度系数: 0.00964 =Wk×a4/(E×te4) =11.75 : 折减系数，按=11.75 查表得:0.95 D=(E×te3)/12(1-2) =2314

18、912.50 (N.mm) df=×Wk×a4×/D =8.9 (mm) 由于玻璃的最大挠度df=8.9mm,小于或等于玻璃短边边长的60分之一19.383 (mm) 玻璃的挠度满足!三、硅酮结构密封胶计算: 1. 按风荷载、水平地震作用和自重效应, 计算硅酮结构密封胶的宽度:(1)在风载荷和水平地震作用下，结构胶粘结宽度的计算(抗震设计): Cs1: 风载荷作用下结构胶粘结宽度 (mm) W: 风荷载设计值: 1.723kN/m2 a: 矩形玻璃板的短边长度: 1163.000mm f1: 硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值，取0.2N/mm2。 q

19、E: 作用在计算单元上的地震作用设计值:0.240(kN/m2) 按5.6.3条规定采用 Cs1=(W+0.5×qE)×a/(2000×f1) =(1.722+0.5×0.240)×1163.000/(2000×0.2) =5.36mm 取6mm(2)在玻璃永久荷载作用下，结构胶粘结宽度的计算: Cs2: 自重效应结构胶粘结宽度 (mm) a: 矩形玻璃板的短边长度: 1163.0mm b: 矩形玻璃板的长边长度: 2180.0mm f2: 结构胶在永久荷载作用下的强度设计值，取0.01N/mm2 按JGJ102-2003的5.6.3

20、条规定采用 Bt_l:中空或夹层玻璃(双层)内侧玻璃厚度6.0mm Bt_w:中空或夹层玻璃(双层)外侧玻璃厚度6.0mm Cs2=25.6×(Bt_l+Bt_w)×(a×b)/(2000×(a+b)×f2) =11.65mm 取12mm(3)硅酮结构密封胶的最大计算宽度: 12mm2. 硅酮结构密封胶粘接厚度的计算:(1)温度变化效应胶缝厚度的计算: ts1: 温度变化效应结构胶的粘结厚度: mm 1: 硅酮结构密封胶的温差变位承受能力: 12.0% : 年温差: 80.0 b: 矩形玻璃板的长边长度: 2180.0mm Us1: 玻璃板块在

21、年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量: mm 铝型材线膨胀系数: 1=2.35×10-5 玻璃线膨胀系数: 2=1.00×10-5 Us1=b××(1-2) =2.180×80.000×(2.35-1)×10-5 =2.354mm ts1=Us)/(1×(2+1)0.5 =2.354/(0.120×(2+0.120)0.5 =4.7mm(2)地震作用下胶缝厚度的计算: ts2: 地震作用下结构胶的粘结厚度: mm hg: 玻璃面板高度: 2180.0m :风荷载标准值作用下主体结构的楼层弹性层间位移角限值(

22、rad): 0.0010 :胶缝变位折减系数1.000 2: 硅酮结构密封胶的变位承受能力，取对应于其受拉应力为0.14N/mm2时的伸长率: 40.0% ts2=×hg×/(2×(2+2)0.5 =0.0010×2180.0×1.000/(0.400×(2+0.400)0.5 =2.2mm3. 胶缝强度验算 胶缝选定宽度为:13 mm 胶缝选定厚度为:7 mm(1)在风荷载和水平地震作用下，结构胶中产生的拉应力: W: 风荷载设计值: 1.722kN/m2 qE: 作用在计算单元上的地震作用设计值:0.240(kN/m2) a: 矩

23、形分格短边长度: 1163.0mm Cs: 结构胶粘结宽度: 13.0 mm 1=(W+0.5×qE)×a/(2000×Cs) =(1.722+0.5×0.240)×1163.000/(2000×13.000) =0.082N/mm2(2)在永久荷载作用下，结构胶中产生的剪应力: a: 矩形玻璃板的短边长度: 1163.0mm b: 矩形玻璃板的长边长度: 1163.0mm Bt_l:中空或夹层玻璃(双层)内侧玻璃厚度6.0mm Bt_w:中空或夹层玻璃(双层)外侧玻璃厚度6.0mm 2=25.6×(Bt_l+Bt_w)&#

24、215;(a×b)/(2000×(a+b)×Cs) =0.009N/mm2(3)结构胶中产生的总应力: =(12+22)0.5 =(0.0822+0.0092)0.5 =0.083N/mm20.2N/mm2 结构胶强度可以满足要求！四、幕墙立柱计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算：1. 选料:(1)风荷载线分布荷载设计值(矩形分布) qw: 风荷载线分布荷载设计值(kN/m) W: 风荷载设计值: 1.723kN/m2 B: 幕墙分格宽: 1.163m qw=W×B =1.723×1.163 =2.003kN/m(2)立柱弯矩: Mw:

25、风荷载作用下立柱弯矩(kN.m) qw: 风荷载线分布荷载设计值: 2.003(kN/m) Hsjcg: 立柱计算跨度: 3.900m Mw=qw×Hsjcg2/8 =2.003×3.9002/8 =3.808kN·m qEA: 地震作用设计值(KN/m2): GAk: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 500N/m2 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×max×GAk =5×0.120×500.000/1000 =0.300kN/m

26、2 E: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×0.300 =0.390kN/m2 qE：水平地震作用线分布作用设计值(矩形分布) qE=qEA×B =0.390×1.163 =0.454kN/m ME: 地震作用下立柱弯矩(kN·m): ME=qE×Hsjcg2/8 =0.454×3.9002/8 =0.862kN·m M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m) 采用SW+0.5SE组合 M=Mw+0.5×ME =3.808+0.5×0.86

27、2 =4.239kN·m2. 选用立柱型材的截面特性: 选用型材号: XC1140LZ 选用的立柱材料牌号:6063 T5 型材强度设计值: 抗拉、抗压85.500N/mm2 抗剪49.6N/mm2 型材弹性模量: E=0.70×105N/mm2 X轴惯性矩: Ix=352.157cm4 Y轴惯性矩: Iy=95.084cm4 立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=50.281cm3 立柱型材截面积: A=13.406cm2 立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=6.000mm 立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: Ss=31.460c

28、m3 塑性发展系数: =1.053. 幕墙立柱的强度计算: 校核依据: N/An+M/Wna=85.5N/mm2(拉弯构件) B: 幕墙分格宽: 1.163m GAk: 幕墙自重: 500N/m2 幕墙自重线荷载: Gk=500×B/1000 =500×1.163/1000 =0.582kN/m Nk: 立柱受力: Nk=Gk×L =0.582×3.900 =2.268kN N: 立柱受力设计值: rG: 结构自重分项系数: 1.2 N=1.2×Nk =1.2×2.268 =2.721kN : 立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构

29、件) N: 立柱受力设计值: 2.721kN An: 立柱型材净截面面积: 13.406cm2 M: 立柱弯矩: 4.239kN·m Wn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 50.281cm3 : 塑性发展系数: 1.05 =N×10/An+M×103/1.05/Wn =2.721×10/13.406+4.239×103/(1.05×50.281) =82.318N/mm2 82.318N/mm2a=85.5N/mm2 立柱强度可以满足4. 幕墙立柱的刚度计算: 校核依据: UmaxL/180 Umax: 立柱最大挠度 Umax=5

30、×qWk×Hsjcg4×1000/384/0.7/Ix=17.480mm Du: 立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值: L: 立柱计算跨度: 3.900m Du=U/(L×1000) =17.480/3.900/1000 =0.0041/180 挠度可以满足要求！5. 立柱抗剪计算: 校核依据: max=49.6N/mm2(1)Qwk: 风荷载作用下剪力标准值(kN) Qwk=Wk×Hsjcg×B/2 =1.230×3.900×1.163/2 =2.789kN(2)Qw: 风荷载作用下剪力设计值(kN

31、) Qw=1.4×Qwk =1.4×2.789 =3.905kN(3)QEk: 地震作用下剪力标准值(kN) QEk=qEAk×Hsjcg×B/2 =0.300×3.900×1.163/2 =0.680kN(4)QE: 地震作用下剪力设计值(kN) QE=1.3×QEk =1.3×0.680 =0.884kN(5)Q: 立柱所受剪力: 采用Qw+0.5QE组合 Q=Qw+0.5×QE =3.905+0.5×0.884 =4.347kN(6)立柱剪应力: : 立柱剪应力: Ss: 立柱型材计算剪应

32、力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: 31.460cm3 立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=6.000mm Ix: 立柱型材截面惯性矩: 352.157cm4 =Q×Ss×100/Ix/LT_x =4.347×31.460×100/352.157/6.000 =6.473N/mm2 6.473N/mm249.6N/mm2 立柱抗剪强度可以满足五、立柱与主结构连接 Lct2: 连接处钢角码壁厚: 8.000mm Jy: 连接处钢角码承压强度: 305.000N/mm2 D2: 连接螺栓公称直径: 12.000mm D0: 连接螺栓有效直

33、径: 10.360mm 选择的立柱与主体结构连接螺栓为:普通螺栓 4.6级 L_L:连接螺栓抗拉强度:170N/mm2 L_J:连接螺栓抗剪强度:140N/mm2 采用SG+SW+0.5SE组合 N1wk: 连接处风荷载总值(N): N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000 =1.230×1.163×3.900×1000 =5578.911N 连接处风荷载设计值(N) : N1w=1.4×N1wk =1.4×5578.911 =7810.475N N1Ek: 连接处地震作用(N): N1Ek=qEAk×B

34、×Hsjcg×1000 =0.300×1.163×3.900×1000 =1360.710N N1E: 连接处地震作用设计值(N): N1E=1.3×N1Ek =1.3×1360.710 =1768.923N N1: 连接处水平总力(N): N1=N1w+0.5×N1E =7810.475+0.5×1768.923 =8694.937N N2: 连接处自重总值设计值(N): N2k=500×B×Hsjcg =500×1.163×3.900 =2267.850N N2

35、: 连接处自重总值设计值(N): N2=1.2×N2k =1.2×2267.850 =2721.420N N: 连接处总合力(N): N=(N12+N22)0.5 =(8694.9372+2721.4202)0.5 =9110.876N Nvb: 螺栓的受剪承载能力: Nv: 螺栓受剪面数目: 2 Nvb=2××D02×L_J/4 =2×3.14×10.3602×140/4 =23591.046N 立柱型材种类: 6063 T5 Ncbl: 用一颗螺栓时，立柱型材壁抗承压能力(N): D2: 连接螺栓直径: 12.

36、000mm Nv: 连接处立柱承压面数目: 2 t: 立柱壁厚: 3.0mm XC_y: 立柱局部承压强度: 120.0N/mm2 Ncbl=D2×t×2×XC_y =12.000×3.0×2×120.0 =8640.000N Num1: 立柱与建筑物主结构连接的螺栓个数: 计算时应取螺栓受剪承载力和立柱型材承压承载力设计值中的较小者计算螺栓个数。 螺栓的受剪承载能力Nvb=23591.046N大于立柱型材承压承载力Ncbl=8640.000N Num1=N/Ncbl =9110.876/8640.000 =1.054个 取2个 根据

37、选择的螺栓数目，计算螺栓的受剪承载能力Nvb=47182.092N 根据选择的螺栓数目，计算立柱型材承压承载能力Ncbl=17280.000N 47182.092N 9110.876N 17280.000N 9110.876N 强度可以满足 角码抗承压能力计算: 角码材料牌号:Q235钢 ( C级螺栓 ) Lct2: 角码壁厚: 8.0mm Jy: 角码承压强度: 305.000N/mm2 Ncbg: 钢角码型材壁抗承压能力(N): Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1 =12.000×2×305×8.000

38、5;2.000 =117120.000N 117120.000N9110.876N 强度可以满足六、幕墙预埋件总截面面积计算 本工程预埋件受拉力和剪力 V: 剪力设计值: V=N2 =2721.420N N: 法向力设计值: N=N1 =8694.937N M: 弯矩设计值(N·mm): e2: 螺孔中心与锚板边缘距离: 100.000mm M=V×e2 =2721.420×100.000 =272142.000N·m Num1: 锚筋根数: 4根 锚筋层数: 2层 r: 锚筋层数影响系数: 1.000 关于混凝土：强度等级C30 混凝土轴心抗压强度设计

39、值:fc=14.300N/mm2 按现行国家标准混凝土结构设计规范 GB50010-2002 表4.1.4采用。 选用HPB 235锚筋 锚筋强度设计值:fy=210.000N/mm2 d: 钢筋直径: 12.000mm v: 钢筋受剪承载力系数: v=(4.0-0.08×d)×(fc/fy)0.5 依据GB50010 10.9.1-5式计算 =(4.0-0.08×12.000)×(14.300/210.000)0.5 =0.793 因为v大于0.7，所以取v=0.7 t: 锚板厚度: 10.000mm b: 锚板弯曲变形折减系数: b=0.6+0.25

40、×t/d 依据GB50010 10.9.1-6式计算 =0.6+0.25×10.000/12.000 =0.808 Z: 外层钢筋中心线距离: 180.000mm As: 锚筋实际总截面积: As=Num1××d2/4 =4.000×3.14×d2/4 =452.160mm2 锚筋的总截面积计算值: 依据GB50010 10.9.1-1和10.9.1-2等公式计算 As1=V/(r×v×fy)+N/(0.8×b×fy)+M/(1.3×r×b×fy×Z) =

41、89.392mm2 As2=N/(0.8×b×fy)+M/(0.4×r×b×fy×Z) =86.294mm2 89.392mm2452.160mm2 86.294mm2452.160mm2 4根12.000锚筋可以满足要求! 锚板面积 A=60000.000 mm2 0.5fcA=429000.000 N N=8694.937N0.5fcA 锚板尺寸可以满足要求!七、幕墙预埋件焊缝计算 根据钢结构设计规范GB50017-2003 公式7.1.1-1、7.1.1-2和7.1.1-3计算 hf:角焊缝焊脚尺寸8.000mm L:角焊缝实际

42、长度100.000mm he:角焊缝的计算厚度=0.7hf=5.6mm Lw:角焊缝的计算长度=L-2hf=84.0mm fhf:角焊缝的强度设计值:160N/mm2 f:角焊缝的强度设计值增大系数，取值为:1.22 m:弯矩引起的应力 m=6×M/(2×he×lw2×f) =16.936N/mm2 n:法向力引起的应力 n =N/(2×he×Lw×f) =7.575N/mm2 :剪应力 =V/(2×Hf×Lw) =2.025N/mm2 :总应力 =(m+n)2+2)0.5 =24.595 =24.595

43、N/mm2fhf=160N/mm2 焊缝强度可以满足!八、幕墙横梁计算1. 选用横梁型材的截面特性: 选用型材号: XC170HL 选用的横梁材料牌号: 6063 T5 横梁型材抗剪强度设计值: 49.600N/mm2 横梁型材抗弯强度设计值: 85.500N/mm2 横梁型材弹性模量: E=0.70×105N/mm2 Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(N.mm) Wy横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(N.mm) Wnx横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩: Wnx=16.180cm3 Wny横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向

44、)的净截面抵抗矩: Wny=7.723cm3 型材截面积: A=8.363cm2 塑性发展系数: =1.052. 幕墙横梁的强度计算: 校核依据: Mx/Wnx+My/Wnyf=85.5(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m) H: 玻璃面板高度: 1.520m GAk: 横梁自重: 400N/m2 Gk: 横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m): Gk=400×H/1000 =400×1.520/1000 =0.608kN/m G: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m) G=1.2×Gk =1.2×0.608 =0.730kN/

45、m My: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m) My=G×B2/8 =0.730×1.1632/8 =0.123kN·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m) 风荷载线分布最大荷载标准值(三角形分布) qwk=Wk×B =1.230×1.163 =1.430kN/m 风荷载线分布最大荷载设计值 qw=1.4×qwk =1.4×1.430 =2.003kN/m Mxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m) Mxw=qw×B2/12 =2.003×1.1632/12 =

46、0.226kN·m(3)地震作用下横梁弯矩 qEAk: 横梁平面外地震作用: E: 动力放大系数: 5 max: 地震影响系数最大值: 0.120 Gk: 幕墙构件自重: 400 N/m2 qEAk=5×max×400/1000 =5×0.120×400/1000 =0.240kN/m2 qex: 水平地震作用最大作用集度标准值 B: 幕墙分格宽: 1.163m 水平地震作用最大作用集度标准值(三角形分布) qex=qEAk×B =0.240×1.163 =0.279KN/m qE: 水平地震作用最大作用集度设计值 E: 地

47、震作用分项系数: 1.3 qE=1.3×qex =1.3×0.279 =0.363kN/m MxE: 地震作用下横梁弯矩: MxE=qE×B2/12 =0.363×1.1632/12 =0.041kN·m(4)横梁强度: : 横梁计算强度(N/mm2): 采用SG+SW+0.5SE组合 Wnx: 横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩: 16.180cm3 Wny: 横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩: 7.723cm3 : 塑性发展系数: 1.05 =(My/Wny+Mxw/Wnx+0.5×MxE/Wnx)×103/1.05 =2

48、9.702N/mm2 29.702N/mm2a=85.5N/mm2 横梁正应力强度可以满足3. 幕墙横梁的抗剪强度计算: 校核依据: x=Vy×Sx/(Ix×tx)=49.6N/mm2 校核依据: y=Vx×Sy/(Iy×ty)=49.6N/mm2 Vx-横梁水平方向(X轴)的剪力设计值N； Vy-横梁竖直方向(Y轴)的剪力设计值N； Sx-横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=10.513cm3； Sy-横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=6.740cm3； Ix-横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=58.

49、551cm4； Iy-横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=30.814cm4； tx-横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=6.0mm； ty-横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=6.0mm； f-型材抗剪强度设计值=49.6N/mm2；(1)Qwk: 风荷载作用下横梁剪力标准值(kN) Wk: 风荷载标准值: 1.230kN/m2 B: 幕墙分格宽: 1.163m 风荷载呈三角形分布时： Qwk=Wk×B2/4 =1.230×1.1632/4 =0.416kN(2)Qw: 风荷载作用下横梁剪力设计值(kN) Qw=1.4×Qwk =1.4×0.416 =0.5

50、82kN(3)QEk: 地震作用下横梁剪力标准值(kN) 地震作用呈三角形分布时： QEk=qEAk×B2/4 =0.240×1.1632/4 =0.081kN(4)QE:地震作用下横梁剪力设计值(kN) E: 地震作用分项系数: 1.3 QE=1.3×QEk =1.3×0.081 =0.106kN(5)Vy: 横梁竖直方向(y轴)的剪力设计值(kN): 采用Vy=Qw+0.5QE组合 Vy=Qw+0.5×QE =0.582+0.5×0.106 =0.635kN(6)Vx: 横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(kN): Vx=G×B/2 =0.424kN(7)横梁剪应力 x=Vy×Sx/(Ix×tx) =0.635×10.513×100/58.551/6.000